煤礦機(jī)械設(shè)備的超聲檢測技術(shù)應(yīng)用

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摘要：在煤礦開采中，機(jī)械設(shè)備的使用是保證開采工作正常進(jìn)行的基礎(chǔ)，因此對煤礦機(jī)械設(shè)備的性能要求十分嚴(yán)格，分析煤礦機(jī)械設(shè)備超聲檢測技術(shù)及其應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：煤礦行業(yè)；機(jī)械設(shè)備；檢測技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用

0引言

煤炭是我國生產(chǎn)中使用得最為廣泛的能源之一，因此，煤礦的開采工作就顯得格外重要，只有合理有效的進(jìn)行煤礦開采才能滿足社會發(fā)展的需要，但在煤礦開采的過程中，難免會出現(xiàn)一些機(jī)械設(shè)備問題，嚴(yán)重影響了煤礦開采的質(zhì)量和效率。機(jī)械設(shè)備超聲檢測技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用，有效提高了機(jī)械設(shè)備維護(hù)的便利性，而如何更好地促進(jìn)超聲檢測技術(shù)的應(yīng)用，就需要相關(guān)人員進(jìn)行不斷探索和研究。

1煤礦機(jī)械設(shè)備維修情況分析

1.1煤礦開采過程中忽略對機(jī)械設(shè)備的維護(hù)

隨著我國科技水平的不斷提高，越來越多的科技產(chǎn)品使用到了煤礦行業(yè)的開采中，有效提高了煤礦開采的質(zhì)量和效率。機(jī)械設(shè)備在煤礦開采中的使用不僅促進(jìn)了煤礦行業(yè)的發(fā)展，在減少了傳統(tǒng)的煤礦開采工作量的同時，也具有了更高的安全性。但在煤礦開采過程中，開采環(huán)境大都比較惡劣，如果機(jī)械設(shè)備在這種環(huán)境下長時間運(yùn)行，勢必會產(chǎn)生各種故障，進(jìn)而對煤礦開采工作造成影響，這就需要針對煤礦機(jī)械設(shè)備的實(shí)際情況來采取相應(yīng)的維護(hù)措施。煤礦機(jī)械設(shè)備在實(shí)際使用中，由于長時間超負(fù)荷使用導(dǎo)致故障時，因維護(hù)人員沒有規(guī)范地處理故障，常導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的進(jìn)一步損壞。

1.2煤礦機(jī)械檢測技術(shù)的手段有限

煤礦開采中，往往采用成套的機(jī)械設(shè)備，具有技術(shù)含量高、制造工藝復(fù)雜，以及使用或維修比較繁瑣的特點(diǎn)。由于機(jī)械設(shè)備的復(fù)雜性，故障出現(xiàn)時操作人員很難快速解決。因此，需要相關(guān)人員采取相應(yīng)的檢測技術(shù)來對機(jī)械設(shè)備的故障情況進(jìn)行檢測和分析，進(jìn)而根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行故障的排除。但因相關(guān)人員的檢測技術(shù)手段有限，對故障處理往往是根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的，這種不規(guī)范的檢測方法，既容易產(chǎn)生一定的故障判定偏差，也會造成機(jī)械設(shè)備的進(jìn)一步損壞。

1.3煤礦機(jī)械設(shè)備的探傷方法單一

在煤礦機(jī)械設(shè)備的探傷檢測中，其探傷檢測方法比較單一，主要通過手工探傷的方式進(jìn)行故障的檢測，這種方法存在很大的局限性，主要是依靠探傷人員的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行的，并且這種探傷方法還存在很大的不確定性，只能對簡單的機(jī)械設(shè)備故障進(jìn)行探傷處理，而一旦涉及到機(jī)械設(shè)備內(nèi)部的零件等損壞時，手工探傷的方法就達(dá)不到預(yù)期效果，如果探傷人員的水平低，還會出現(xiàn)錯誤判斷等，導(dǎo)致后期維修的無效性。

2超聲檢測技術(shù)類型

2.1接觸式超聲波檢測技術(shù)

超聲檢測技術(shù)的類型有很多，而接觸式超聲波檢測技術(shù)是最為常用的類型之一，主要包括脈沖反射法、共振法及穿透法等。（1）脈沖反射法，主要是針對檢測的試件進(jìn)行超聲傳遞，進(jìn)而通過試件內(nèi)部和底部的反射波的情況來了解其內(nèi)部和其他位置的缺陷，能夠有效地了解試件缺陷的位置和大小。（2）共振法，主要是通過聲波共振的原理來進(jìn)行試件故障的判斷，聲波在試件中進(jìn)行傳播，進(jìn)而通過聲波和試件的共振來判斷試件是否存在共振頻率的變化，進(jìn)而確定試件故障的位置。（3）穿透法，是通過在試件兩側(cè)放置相應(yīng)的探頭，超聲從一側(cè)的探頭中發(fā)出，進(jìn)而穿過試件后，得到另一個探后的信號接收，進(jìn)而對這些脈沖信號的強(qiáng)度和變化幅度進(jìn)行分析，來判斷試件內(nèi)部的缺陷情況。

2.2電磁超聲檢測技術(shù)

電磁超聲檢測技術(shù)的產(chǎn)生主要是借助于電磁聲換能器的功能來實(shí)現(xiàn)的，電磁聲換能器主要是通過電磁效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)超聲波的激發(fā)以及接收，主要是由電磁鐵、被測組件以及高頻線圈等組成，依靠電磁聲換能器的使用，可有效實(shí)現(xiàn)在高溫等惡劣環(huán)境下的無損檢測，而在使用電磁聲換能器的過程中，通過改變不同形狀磁鐵以及線圈排列方式，就可以進(jìn)行超聲波縱波、橫波等不同頻率波的轉(zhuǎn)變。電磁超聲檢測技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要是在高頻線圈中通過電流，進(jìn)而試件表面就能夠感應(yīng)到相應(yīng)的渦流，而這種渦流在外加磁場作用影響下就會先產(chǎn)生相應(yīng)的羅倫茲力，進(jìn)行在機(jī)械力作用下產(chǎn)生高頻的振動，形成一定的超聲波，進(jìn)而被相應(yīng)的儀器所接收。

2.3空氣耦合超聲波檢測技術(shù)

空氣耦合超聲波檢測技術(shù)，是通過空氣作為耦合劑方法進(jìn)行的，通過探頭發(fā)射一定的超聲波，先經(jīng)過空氣，再進(jìn)入試件，進(jìn)而進(jìn)入試件的超聲波再被相應(yīng)的探頭所接收。該方法因受到諸多因素的影響，例如，超聲波是需要空氣作為耦合器的，而超聲波在空氣中的傳播是逐漸衰弱的，另外，超聲波在進(jìn)入試件時，在空氣和試件表面的接觸點(diǎn)會產(chǎn)生一定的聲波反射，并且，超聲換能器轉(zhuǎn)換效率也會影響超聲波的準(zhǔn)確檢測，既限制了空氣耦合超聲波檢測技術(shù)的發(fā)展，也限制了在實(shí)際中的廣泛應(yīng)用。

3煤礦機(jī)械設(shè)備超聲檢測技術(shù)的應(yīng)用

3.1在礦山變頻器檢測中的應(yīng)用

由于超聲檢測技術(shù)的種類比較多，所以在礦山變頻器檢測中可以使用相應(yīng)的超聲波探傷儀器來進(jìn)行故障的檢測，如超聲波探傷儀器可以有效檢測到礦山變頻器電頻變化的情況，通過礦山變頻器電頻變化的情況就能了解其故障的產(chǎn)生。超聲波探傷儀器的使用，主要是將相應(yīng)的超神波探頭靠近礦山變頻器，這時候探頭就可以探測到礦山變頻器的電壓、電流等相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而呈現(xiàn)在超聲波探傷儀器的液晶屏幕上，將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的故障處理中心，故障處理中心會給出相應(yīng)的故障處理措施和方法，以便相關(guān)工作人員能夠針對性地對故障進(jìn)行處理。

3.2在鑄造類零件中的應(yīng)用

由于煤礦開采過程中使用的機(jī)械設(shè)備種類比較多，而鑄造類機(jī)械又是主要部分，如搖臂箱、挖礦機(jī)變速儀箱等，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，晶體的顆粒也比較粗等，鑒于這些特點(diǎn)，在實(shí)際檢測中就會導(dǎo)致聲波發(fā)生散射、出現(xiàn)波紋等現(xiàn)象，進(jìn)而對超聲波的接收造成很大干擾，因此在進(jìn)行此類超聲檢測時，應(yīng)該選擇低頻率的直型超聲探測頭。

3.3在鍛造類零件中的應(yīng)用

雖然鍛造類機(jī)械零件在煤礦開采中的使用比較常見，但這種零件的使用存在很大的局限性，如材料的延伸性不好，在使用時如果遇到拉伸情況比較嚴(yán)重時，就會產(chǎn)生一定的折痕和裂紋，同時也不能承受很大的旋轉(zhuǎn)力和沖擊力等。所以多用于設(shè)備中的軸類零件等，因這些零部件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以在進(jìn)行超聲檢測時可以使用直型聲波探測的方式，通過移動直型聲波探測頭來對此類零件進(jìn)行全面檢測。

3.4在焊接類機(jī)械零件中的應(yīng)用

在煤礦開采中，焊接類零件多用于支架類的構(gòu)件，由于使用環(huán)境等原因，造成其損傷往往出現(xiàn)在零件的表面，支架類構(gòu)件的使用是否牢固，主要依據(jù)于支架類構(gòu)件的焊接部位是否牢固，因此在進(jìn)行超聲檢測時，需針對支架類構(gòu)件的焊接處進(jìn)行檢測。在對構(gòu)件焊接處進(jìn)行檢測時，常使用聲波儀器，檢測手段主要是將相控陣和聲波相結(jié)合，通過相控陣的方法能夠有效控制超聲波的管束，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對支架類構(gòu)件大面積的掃描，從而產(chǎn)生清晰的超聲波掃描圖像，該方法在煤礦機(jī)械設(shè)備檢測中比較常用。

4結(jié)語

煤礦行業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)體系中占據(jù)著重要的地位，所以需要對煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效的質(zhì)量檢測，從而保證煤礦工作的順利開展。如何選擇超聲波檢測技術(shù)來進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的故障排查，就需要相關(guān)人員認(rèn)真分析機(jī)械設(shè)備的實(shí)際情況，進(jìn)而選擇相應(yīng)的超聲波檢測技術(shù)，從而保證煤礦機(jī)械維護(hù)工作的高效進(jìn)行。

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作者:閆成軍 單位:山東安順礦業(yè)科技有限責(zé)任公司